JP3239951B2 - 杭圧入システムおよび杭圧入方法 - Google Patents
杭圧入システムおよび杭圧入方法Info
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Description
等により地中を掘削しながら鋼管杭等の筒状杭部材を地
盤に圧入する杭圧入システムおよびこのシステムを利用
した杭圧入方法に関するものである。
て、油圧装置により鋼管杭を直接圧入する方法が知られ
ている。しかし、この方法では、現場の土質が硬質の場
合、鋼管杭の先端圧入抵抗が大きすぎて圧入が困難であ
った。そこで、このような硬質地盤の場合には、オーガ
スクリュー等のスパイラル部材で地盤を掘削後に油圧装
置により鋼管杭を圧入する中掘り工法も一般に行われて
いる。
ば、特許2985068号の特許公報に記載された、ベ
ースマシンにリーダマストを立てた杭打ち機がある。こ
の杭打ち機は、クローラと旋回台を備えたベースマシン
において旋回台のブラケット先端部にリーダマストが立
設され、このリーダマストはステイなどを介してベース
マシンにより3点で支持されている。そして、リーダマ
ストの頂部から、該リーダーマストに案内されて昇降し
うる駆動機構が吊り下ろされており、この駆動機構の鉛
直回転軸には、円筒状の杭部材(筒状杭部材)に内挿し
て該杭部材を地中へ進入させうる掘削用スパイラル部材
(オーガスクリュー)が連結されて回転可能に垂下され
ている。さらに、上記駆動機構の下方に、スパイラル部
材が内挿された鋼管に取り付けられ、杭部材の上端部を
拘束する円環状部材等が備えられている。そして、円環
状部材により上端部が拘束された杭部材の内部に上方か
らスパイラル部材を挿入し、このスパイラル部材により
杭部材の下端部の地盤を掘削、排出しながら杭部材の自
重等により該杭部材を沈設する。
機の場合、杭打ち機自体に、スパイラル部材を駆動させ
る駆動機構を案内するリーダマストが立設され、この立
設されたリーダマストがベースマシンにより支持されて
いる構成となっているため、リーダマストを確実に支持
するためにベースマシンから周囲に張り出すアウトリガ
ーが占めるスペースが大きいものとなる。従って、現場
スペースの中でかかる杭打ち機の設置スペースおよび作
業スペースに取られて、他の作業スペースが狭くなって
しまうという問題点があった。また、現場では、なるべ
く施工機械の数を減らしたいという要望もあった。
で、設置、作業スペースがよりコンパクトで、且つ施工
機械の削減が可能な杭圧入システムおよびこのシステム
を利用した杭圧入方法を提供することを目的としてい
る。
に、請求項1記載の発明は、例えば、図1〜図14に示
すように、筒状杭部材(例えば、鋼管矢板10等)を地
盤に圧入するための杭圧入システム(1)において、前
記筒状杭部材を支持する支持部(21)を備え、当該筒
状杭部材を支持したまま地盤に圧入する圧入引抜機
(2)と、前記筒状杭部材に挿入され、前記圧入引抜機
により前記筒状杭部材を圧入する際に、前記筒状杭部材
内から地盤を掘削するオーガスクリュー(4)と、前記
筒状杭部材の上端部と着脱自在に接続される筒状の接続
部材(例えば、ケーシング部材3等)と、前記接続部材
を内側からクランプするクランプ手段(例えば、クラン
プ装置54等)を備えるとともに、前記オーガスクリュ
ーの上端部と連結して該オーガスクリューを回転させる
駆動手段(例えば、オーガモータ52等)と、を有する
駆動支持装置(例えば、オーガ駆動支持装置5等)を備
え、前記駆動支持装置は、前記接続部材および前記筒状
杭部材内を移動自在に構成されていることを特徴として
いる。
により筒状杭部材が支持され、駆動支持装置の駆動手段
に連結されたオーガスクリューにより地盤が掘削される
とともに、圧入引抜機により筒状杭部材が圧入されるの
で、従来のようにリーダマストを立設することなく筒状
杭部材を地盤に圧入することが出来ることとなって、当
該作業スペースをよりコンパクトにすることが出来る。
また、施工機械の主要構成が圧入引抜機と駆動支持装置
なので、従来の施工機械の主要構成に比べて少なくな
る。ここで、杭、矢板などとなる筒状杭部材は、地中に
圧入され筒状のものであれば、どのようなものでもよ
く、例えば、鋼管杭、鋼管矢板、筒状のコンクリート
杭、筒状のコンクリート製壁体などである。
圧入システムにおいて、前記駆動支持装置は、前記クラ
ンプ手段によって前記接続部材をクランプした状態で、
前記駆動手段に連結された前記オーガスクリューを上下
動させる上下シリンダ装置(55)を備えたことを特徴
としている。
載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特
に、上下シリンダ装置によってオーガスクリューを上下
動させることが出来るので、地盤中にオーガスクリュー
を押し込むことが出来ることとなって、硬質地盤でも掘
削することが可能となる。
載の杭圧入システムにおいて、前記接続部材は、前記オ
ーガスクリューによりリフトアップされた土砂を排出す
る排土口を有することを特徴としている。
は2記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこ
と、特に、排土口によりリフトアップされた土砂を外部
に排出させることが出来るので、筒状杭部材内に土砂が
詰まって掘削力を低下させることを防止できる。
れかに記載の杭圧入システムを用いて筒状杭部材を地盤
に圧入する杭圧入方法において、前記オーガスクリュー
を内挿した第1の筒状杭部材と、前記接続部材とを接続
するとともに、前記駆動手段に前記オーガスクリューを
連結し、次いで、前記クランプ手段により前記接続部材
をクランプした状態で前記駆動支持装置を前記吊上げ装
置で吊り上げて前記圧入引抜機により支持し、次いで、
前記オーガスクリューにより前記第1の筒状杭部材内か
ら地盤を掘削するとともに、前記圧入引抜機により前記
第1の筒状杭部材を地盤に圧入することを特徴としてい
る。
載の発明と同様の効果が得られる。加えて、第1の筒状
杭部材と前記接続部材とを接続、および前記駆動手段と
前記オーガスクリューとの連結が地上において行われる
ので作業が容易となる。
圧入方法において、前記圧入引抜機により前記第1の筒
状杭部材を地盤に圧入した後に、前記接続部材と前記第
1の筒状杭部材との接続、および前記駆動手段と前記オ
ーガスクリューとの連結を解除し、次いで、前記駆動支
持装置をクランプした状態の前記接続部材に、圧入され
るべき第2の筒状杭部材を取り付けた後に、前記第2の
筒状杭部材を前記圧入引抜機により支持し、次いで、前
記クランプ手段によるクランプを解除し、前記駆動支持
装置を下降させ、次いで、地盤に埋設された前記オーガ
スクリューを前記駆動手段に連結し、次いで、前記駆動
支持装置により前記第2の筒状杭部材をクランプするこ
とで回転反力を取りつつ、当該オーガスクリューを逆転
させながら前記第2の筒状杭部材内を前記オーガスクリ
ューと共に引き上げて前記駆動手段が前記接続部材上部
の所定の位置に達した所で、前記クランプ手段により前
記接続部材をクランプし、次いで、前記第2の筒状杭部
材を圧入すべき場所に移動させ、次いで、前記オーガス
クリューにより前記第2の筒状杭部材内から地盤を掘削
するとともに、前記圧入引抜機により前記第2の筒状杭
部材を地盤に圧入することを特徴としている。
載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特
に、第2の筒状杭部材へのオーガスクリューの挿通と、
第1の筒状杭部材からのオーガスクリューの引き抜き
と、を同時に行うことが出来るので、作業効率の向上が
図れる。
状杭圧入システムおよび筒状杭圧入方法の実施の形態に
ついて説明する。図1〜図13は本実施の形態の杭圧入
システムを用いた杭圧入方法を段階的に示す図である。
図14は、杭圧入システムの駆動支持装置と接続部材の
構成を説明するための図である。
例えば、図3に示すように、筒状杭部材としての鋼管矢
板10を地盤に圧入したり、引き抜いたりする圧入引抜
機2と、鋼管矢板10の上端部10aと接続されるケー
シング部材3(接続部材)と、鋼管矢板10に内挿され
るオーガスクリュー4と、前記オーガスクリュー4を回
転駆動させるオーガモータ52(駆動手段)を具備した
オーガ駆動支持装置5(駆動支持装置)と、オーガ駆動
支持装置5を上下方向に昇降自在に吊り上げるクレーン
6などにより構成されている。
10を上下動自在に支持する支持部21を備え、支持し
たままの状態で鋼管矢板10を地盤に圧入することが出
来る。ケーシング部材3は、図14に示すように、広口
の下端部3aと狭口の上端部3bとを有する筒状体に形
成され、下端部3aが鋼管矢板10と連結され、上端部
3bに駆動支持装置5が固定或いは挿通されるようにな
っている。また、ケーシング部材3は、鋼管矢板10を
着脱自在に固定する鋼管クランプ部31と、オーガスク
リュー4によって掘削された土砂を外部に排出する排土
口32と、鋼管矢板10を吊るワイヤ7を連結させるた
めの下部連結部34と、オーガ駆動支持装置5とワイヤ
8で連結するための上部連結部35を備えている。鋼管
クランプ部31は、例えば、固定用のリング31aと、
シリンダ装置31bを備え、固定用リング31aとシリ
ンダ装置31bの間に鋼管矢板10を挿入してシリンダ
装置31bで押圧して固定するようになっている。排土
口32には、排土シュート32aが着脱自在に取り付け
可能であり、オーガスクリュー4の掘削によりリフトア
ップされた排土を排土シュート32aを介して外部に放
出することで、鋼管矢板10内の排土の詰まりを防止し
ている。
り鋼管矢板10を圧入する際に、鋼管矢板10内から地
盤を掘削するものであり、上端部4aがオーガモータ5
と連結される。オーガ駆動支持装置5は、本体部51
と、本体部上部に設けられた前記オーガモータ52と、
オーガモータ52にオーガスクリュー4を連結させるた
めの補助スクリュー53と、ケーシング部材3を内側か
らクランプするクランプ装置54と、クランプ装置54
によってクランプされた状態でオーガスクリュー4を上
下動させる上下シリンダ装置55と、本体部51の移動
を案内するガイドレール56と、本体部中央に設けられ
たワイヤロック装置57と、油圧ホース58と、油圧ホ
ース用のガイドローラ59等を備えている。
ダ装置(図示省略)を張り出して、ケーシング部材3の
内面を押圧することによりケーシング部材3をクランプ
するとともに、オーガ駆動支持装置5を下降させたとき
には鋼管矢板10の内側を押圧してクランプすることが
出来る。上下シリンダ装置55は、鋼管矢板10圧入時
には、上方から下方に圧力をかけてオーガスクリュー4
を押し込むことにより、硬質地盤でもオーガスクリュー
4が空転することなく確実に掘削される。ワイヤロック
装置57は、油圧シリンダ等によりワイヤ8をロックす
るものであり、これによりオーガ駆動支持装置5とケー
シング部材3の上部連結部35とがワイヤ8で連結され
る。ガイドローラ59は、オーガスクリュー4回収時に
おいて、オーガ駆動支持装置5が鋼管矢板10内を下降
していく時に油圧ホース58を鋼管矢板10内部にスム
ーズに送り出すためのローラであり、油圧ホース58の
損傷を防止するためのものである。
降自在に吊った状態で支持するものであり、オーガ駆動
支持装置5を昇降させることにより、オーガモータ52
に連結されたオーガスクリュー4も昇降する。
いた杭圧入方法について図1〜図13を参照して説明す
る。まず、図1に示すように、台車9とマクラ材91と
の上にオーガスクリュー4を内挿した第1の鋼管矢板1
0を横倒しした状態で載置させ、ケーシング部材3の広
口側の下端部3aと第1の鋼管矢板10とを鋼管クラン
プ部31によって接続するとともに、補助スクリュー5
3にオーガスクリュー4を連結する。次いで、図2、図
3に示すように、クランプ装置54によりケーシング部
材3の狭口側の上端部3bを内側からクランプした状態
でオーガ駆動支持装置5をクレーン6により吊り上げて
圧入引抜機2の支持部21により支持する。このとき、
台車9をクレーン6のワイヤ61に向かって滑らせるこ
とでケーシング部材3を起立させる。また、ケーシング
部材3の落下防止のため、ワイヤロック装置57(図1
4)とケーシング部材3の上部連結部35(図14)と
がワイヤ8により連結される。次いで、図4に示すよう
に、オーガスクリュー4により第1の鋼管矢板10内か
ら地盤を掘削すると同時に、圧入引抜機2により第1の
鋼管矢板10を地盤に圧入する。このとき、オーガ駆動
支持装置5の上下シリンダ装置55(図14)によりオ
ーガスクリュー4を地盤に押し込むことが出来て硬質地
盤でも掘削出来る。
材3と第1の鋼管矢板10との接続、および補助スクリ
ュー53とオーガスクリュー4との連結を解除する。次
いで、図6に示すように、マクラ材91に載置された第
2の鋼管矢板11をケーシング部材3の下部連結部34
に取り付けたワイヤ7で連結する。次いで、図7、8に
示すように、クレーン6によりオーガ駆動支持装置5を
吊り上げて、第1の鋼管矢板10の直上に位置させた
後、図9に示すように、圧入引抜機2の支持部21によ
り支持するとともに、ケーシング部材3の広口側の下端
部3aと第2の鋼管矢板11とを鋼管クランプ部31に
よって接続する。次いで、図10に示すように、クラン
プ装置54によるケーシング部材3のクランプを解除
し、クレーン6によりオーガ駆動支持装置5を下降さ
せ、地盤に埋設されたオーガスクリュー4の上端部4a
と補助スクリュー53とを連結する。
スクリュー4を逆転させながらクランプ装置54が、ケ
ーシング部材3の狭口の上端部3bに達するまでクレー
ン6によりオーガ駆動支持装置5を吊上げる。これによ
り、オーガスクリュー4の引き抜きと第2の鋼管矢板1
1内へのオーガスクリュー4の挿入が同時に行える。そ
して、クランプ装置54が、ケーシング部材3の狭口の
上端部3bに達した場合に、クランプ装置54によりケ
ーシング部材3をクランプする。ここで、クレーン6の
吊り上げ能力が低い場合には、以下のようにオーガスク
リュー4の引き上げを行う。即ち、まず、クランプ装置
54のシリンダ(図示省略)を張り出して第2の鋼管矢
板11を内側からクランプする。次いで、クランプした
状態で回転反力を取りつつ、オーガスクリュー4を逆転
させながら、上下シリンダ装置55(図14)でオーガ
スクリュー4を当該上下シリンダ装置55のストローク
エンドまで引き抜く。このとき、シリンダの伸運動に合
わせてクレーン6を巻き上げる。次いで、クランプ装置
54のクランプを解除して、上下シリンダ装置55の縮
動作によりクランプ装置54を上方に上げる。次いで、
ストロークエンド位置でクランプ動作を行い、再び固定
する。上記動作を繰り返して行うことによりオーガスク
リュー4を徐々に引き抜く。これにより、硬い地盤でも
確実にオーガスクリュー4を引き抜くことが出来る。
矢板11を圧入すべき場所に移動させ、図13に示すよ
うに、その位置でオーガスクリュー4により第2の鋼管
矢板11内から地盤を掘削するとともに、圧入引抜機2
により第2の鋼管矢板11を地盤に圧入する。そして、
図7以降に示した工程を順次繰り返すことにより、鋼管
矢板の圧入作業を完了させる。
状杭部材を鋼管矢板としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、コンクリート製の杭や、鋼管杭などと
してもよい。また、ケーシング部材と鋼管矢板の連結
は、ピン構造によるものでもよく、着脱自在なものであ
ればよい。また、クレーン、オーガスクリュー、ケーシ
ング部材、オーガ駆動支持装置部等も機能的に同じもの
であれば、どのように構成されていてもよい。その他、
具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であるこ
とは勿論である。
杭部材が支持され、駆動支持装置の駆動手段に連結され
たオーガスクリューにより地盤が掘削されるとともに、
圧入引抜機により筒状杭部材が圧入されるので、従来の
ようにリーダマストを立設することなく筒状杭部材を地
盤に圧入することが出来ることとなって、当該作業スペ
ースをよりコンパクトにすることが出来る。また、施工
機械の主要構成が圧入引抜機と駆動支持装置なので、従
来の施工機械の主要構成に比べて少なくなる。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
作業工程図である。
作業工程図である。
作業工程図である。
作業工程図である。
構成を説明するための図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 筒状杭部材を地盤に圧入するための杭圧
入システムにおいて、 前記筒状杭部材を支持する支持部を備え、当該筒状杭部
材を支持したまま地盤に圧入する圧入引抜機と、 前記筒状杭部材に挿入され、前記圧入引抜機により前記
筒状杭部材を圧入する際に、前記筒状杭部材内から地盤
を掘削するオーガスクリューと、 前記筒状杭部材の上端部と着脱自在に接続される筒状の
接続部材と、 前記接続部材を内側からクランプするクランプ手段を備
えるとともに、前記オーガスクリューの上端部と連結し
て該オーガスクリューを回転させる駆動手段と、を有す
る駆動支持装置を備え、 前記駆動支持装置は、前記接続部材および前記筒状杭部
材内を移動自在に構成されていることを特徴とする杭圧
入システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の杭圧入システムにおい
て、 前記駆動支持装置は、前記クランプ手段によって前記接
続部材をクランプした状態で、前記駆動手段に連結され
た前記オーガスクリューを上下動させる上下シリンダ装
置を備えたことを特徴とする杭圧入システム。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の杭圧入システムに
おいて、 前記接続部材は、前記オーガスクリューによりリフトア
ップされた土砂を排出する排土口を有することを特徴と
する杭圧入システム。 - 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の杭圧入シ
ステムを用いて筒状杭部材を地盤に圧入する杭圧入方法
において、 前記オーガスクリューを内挿した第1の筒状杭部材と、
前記接続部材とを接続するとともに、前記駆動手段に前
記オーガスクリューを連結し、 次いで、前記クランプ手段により前記接続部材に前記駆
動支持装置をクランプした状態で前記筒状杭部材を前記
圧入引抜機により支持し、 次いで、前記オーガスクリューにより前記第1の筒状杭
部材内から地盤を掘削するとともに、前記圧入引抜機に
より前記第1の筒状杭部材を地盤に圧入することを特徴
とする杭圧入方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の杭圧入方法において、 前記圧入引抜機により前記第1の筒状杭部材を地盤に圧
入した後に、前記接続部材と前記第1の筒状杭部材との
接続、および前記駆動手段と前記オーガスクリューとの
連結を解除し、 次いで、前記駆動支持装置をクランプした状態の前記接
続部材に、圧入されるべき第2の筒状杭部材を取り付け
た後に、前記第2の筒状杭部材を前記圧入引抜機により
支持し、 次いで、前記クランプ手段によるクランプを解除し、前
記駆動支持装置を下降させ、 次いで、地盤に埋設された前記オーガスクリューを前記
駆動手段に連結し、 次いで、前記駆動支持装置により前記第2の筒状杭部材
をクランプすることで回転反力を取りつつ、当該オーガ
スクリューを逆転させながら前記第2の筒状杭部材内を
前記オーガスクリューと共に引き上げて前記駆動手段が
前記接続部材上部の所定の位置に達した所で、前記クラ
ンプ手段により前記接続部材をクランプし、 次いで、前記第2の筒状杭部材を圧入すべき場所に移動
させ、 次いで、前記オーガスクリューにより前記第2の筒状杭
部材内から地盤を掘削するとともに、前記圧入引抜機に
より前記第2の筒状杭部材を地盤に圧入することを特徴
とする杭圧入方法。
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JP37429099A JP3239951B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 杭圧入システムおよび杭圧入方法 |
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